Введение к работе
Актуальность затрагиваемой проблемы вытекает из того, что со времени изобретения R Laenec в 1816 г стетоскопа субъективное выслушивание дыхательных звуков над легкими (аускультация легких) является одним из основных медицинских инструментов исследования системы дыхания человека Интенсивное изучение объективных характеристик шумообразования и звукопроведения в легких человека проводится во многих странах мира в интересах создания перспективных средств неинвазивной диагностики и мониторинга респираторных заболеваний Для этих целей разрабатывается специализированная акустическая аппаратура Однако, объективные методы обработки и оценки параметров дыхательных звуков, несмотря на интенсивные поиски, еще не достигли уровня, приемлемого для практики
Цели и задачи исследования
Цель работы - разработка и исследование технических средств для акустической диагностики дыхательной системы человека Основные задачи
разработка аппаратно-программного комплекса для регистрации и анализа дыхательных шумов форсированного выдоха,
разработка способов оценки параметров дыхательных звуков, включая шумы форсированного выдоха, проведенные на поверхность грудной клетки голосовые и искусственные звуки, звуки, возникающие при перкуссии легких,
экспериментальная оценка диагностической эффективности разработанных технических решений на модельных выборках обследуемых
Научная новизна
Работа содержит новые научные результаты, наиболее важными из которых являются следующие-
обоснованные технические решения по созданию портативного
тиражируемого аппаратно-программного комплекса для записи и анализа
трахеальных шумов форсированного выдоха (ФВ), в том числе для дистанционного
измерения физиологических параметров водолаза, находящегося под водой,
физически и экспериментально обоснованные способы оценки параметров
дыхательных звуков, включая способ оценки продолжительности трахеальных
шумов ФВ (оптимальные амплитудный порог и параметры вычисления огибающей),
способ оценки полосовых характеристик шумов ФВ (индексы, характеризующие
перераспределе- ние спектральных параметров в низкочастотной и высокочастотной
4 областях), способы оценки спектральных параметров проведенных голосовых звуков и звуков, возникающих при перкуссии легких (частоты максимумов спектра, отношения амплитуд максимумов спектра, крутизна спада спектра в высокочастотную область),
результаты экспериментальной оценки диагностической эффективности разработанных технических средств
при акустической диагностике бронхиальной обструкции, свидетельствующие о достижении высоких значений чувствительности и специфичности,
при выявлении вентиляционных нарушений у водолазов, позволившие обнаружить у части обследуемых признаки преходящей кислородной интоксикации,
при диагностике очаговой пневмонии, свидетельствующие о достижении высоких значений чувствительности и специфичности
Новизна данных результатов подтверждена сравнением с известным уровнем развития науки и техники, получением 2-х патентов РФ на изобретения, опубликованием результатов в рецензируемых научных изданиях
Достоверность результатов подтверждена повторяемостью данных многократных экспериментов, согласованием результатов экспериментов с референсными данными, качественным согласованием между экспериментальными результатами и модельными представлениями, непротиворечивостью известным научным положениям и фактам.
Практическая значимость диссертации определяется разработкой акустической аппаратуры, методов обработки сигналов и программных средств для исследования дыхательных звуков человека в медико-физиологических целях Разработанная аппаратура отличается простотой, доступностью и портативностью, что позволяет проводить обследования непосредственно у постели больного, а также в амбулаторных и полевых условиях, и будет содействовать развитию акустических методов диагностики респираторных заболеваний
Исследования осуществлены в рамках 2-х госбюджетных НИР, грантов РФФИ 05-0818171-а, 06-08-08069-офи, программы Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине» (грант ДВО РАН 06-1-П12-043), инновационных грантов ДВО РАН (ОЗ-ЗБ-07-010, 04-3-Б-12-008), инициативного гранта ДВО РАН 05-ЗГ-07-061, хоздоговорной НИР, выполнявшихся по планам ТОЙ ДВО РАН Практическая ценность работы подтверждена наличием двух справок об использовании результатов диссертационной работы выданных МУЗ ГКБ №4, детской клинической больницей №3 и одним актом о внедрении результатов работы выданном секцией прикладных проблем при Президиуме РАН
Апробация работы Материалы диссертации были представлены на 12-м
5 Национальном конгрессе по болезням органов дыхания (Москва, 2002), ежегодных сессиях Российского акустического общества (2003, 2004, 2005), региональной Дальневосточной конференции «Медицинская физика и новейшие медицинские технологии» (Владивосток, 2005), II Евразийском конгрессе по медицинской физике и инженерии (Москва, 2005), международной конференции 9-th Western Pacific Acoustics Conference (Korea, 2006), II региональной научной конференции «Исследования в области физико-химической биологии и биотехнологии» (Владивосток, 2006), конференции молодых ученых Дальневосточного госуниверситета (Владивосток, 2007), конференции молодых ученых ТОЙ ДВО РАН (Владивосток, 2008)
Публикации По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, включающих 3 статьи в рецензируемых российских научных журналах, входящих в список ВАК, главу в книге, опубликованной в издательстве «Дальнаука», 2 описания изобретений к патентам РФ на изобретения, 7 статей в сборниках трудов российских и международных конференций
Основные научные положения, отвечающие критерию новизны и выносимые на защиту.
Разработанные аппаратно-программный комплекс и способы оценки параметров шумов форсированного выдоха обеспечивают эффективную акустическую диагностику бронхиальной обструкции, в том числе, нарушений вентиляционной функции легких у водолазов при погружениях в кислородном дыхательном снаряжении
Разработанный способ оценки спектральных параметров звуков голоса, проведенных на стенку грудной клетки, обеспечивает эффективную акустическую диагностику очагов пневмонии
3 Сопоставление результатов кепстрального анализа проведенных на
стенку грудной клетки голосовых звуков и взаимно-корреляционного анализа
проведения искусственного линейно частотно-модулированного сигнала из полости
рта на стенку грудной клетки свидетельствует об адекватности модельных
представлений (Коренбаум и др, 1998) о респираторной системе человека как
многоканальном акустическом тракте
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка цитируемой литературы Общий объем диссертации 131 стр , включая 8 таблиц 50 рисунков Список цитируемой литературы содержит 112 наименований.
